KR102315693B1 - Multi stage compressor for vapor recirculation - Google Patents

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동명대학교산학협력단
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Abstract

본 발명에 의한 증기 재순환용 다단압축장치는, 셋 이상의 압축기를 포함하도록 구성되어, 플랜트에서 배출되는 폐수증기를 고온 고압으로 다단 압축시킨 후 상기 플랜트로 회송시키는 압축부; 제1 압축기와 제2 압축기 사이에서 배출되는 저압응축수를 담는 저압응축수탱크; 및 제2 압축기와 제3 압축기 사이에서 배출되는 고압응축수를 담는 고압응축수탱크;를 포함한다. 본 발명에 의한 증기 재순환용 다단압축장치를 이용하면, 플랜트에서 배출되는 폐수증기를 고온 고압으로 다단 압축시켜 재사용할 수 있고, 폐수증기를 압축하는 과정에서 발생되는 응축수를 고온증기와 저온수로 분리한 후 고온증기를 플랜트로 회송시켜 재사용할 수 있으므로, 플랜트의 에너지 소비효율을 높일 수 있고 환경오염을 저감시킬 수 있다는 장점이 있다.A multi-stage compression device for vapor recirculation according to the present invention comprises: a compression unit configured to include three or more compressors, and return to the plant after multi-stage compression of waste steam discharged from the plant to high temperature and high pressure; a low-pressure condensate tank containing low-pressure condensate discharged between the first compressor and the second compressor; and a high-pressure condensate tank containing the high-pressure condensate discharged between the second compressor and the third compressor. By using the multi-stage compression device for steam recirculation according to the present invention, it is possible to reuse the waste steam discharged from the plant by multi-stage compression at high temperature and high pressure, and to separate the condensed water generated in the process of compressing the waste steam into high temperature steam and low temperature water After heating, the high-temperature steam can be returned to the plant for reuse, so the energy consumption efficiency of the plant can be increased and environmental pollution can be reduced.

Figure R1020150034464
Figure R1020150034464

Description

증기 재순환용 다단압축장치{Multi stage compressor for vapor recirculation}Multi stage compressor for vapor recirculation

본 발명은 석유화학 플랜트에서 사용된 이후 배출되는 증기를 다단으로 압축하여 플랜트로 회송시키는 증기 재순환용 다단압축장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 다단압축 과정에서 발생되는 응축수를 저온수와 고온증기로 분리한 후 고온증기를 플랜트로 회송시킬 수 있는 증기 재순환용 다단압축장치에 관한 것이다.The present invention relates to a multi-stage compression device for steam recirculation that compresses steam discharged after being used in a petrochemical plant in multiple stages and returns it to the plant. It relates to a multi-stage compression device for steam recirculation that can return high-temperature steam to a plant after separation.

일반적으로 석유화학 산업에서 사용되는 플랜트는 고온 고압의 증기가 활용되는데, 이와 같은 고온 고압의 증기는 순수(純水)를 가열하는 과정으로 통해 제공된다. In general, plants used in the petrochemical industry utilize high-temperature and high-pressure steam, and such high-temperature and high-pressure steam is provided through a process of heating pure water.

이때, 플랜트에서 활용된 증기는 온도 및 압력이 낮아지므로 플랜트에서 다시 사용하기 적합하지 아니하므로 외부로 배출시키는데, 이와 같이 플랜트에서 배출된 증기(이하 '폐수증기'라 약칭한다)에도 많은 양의 열원이 포함되어 있으므로, 상기 폐수증기를 그대로 방출시키는 것은 커다란 에너지 낭비를 초래하게 된다.At this time, the steam used in the plant is not suitable for use again in the plant because the temperature and pressure are lowered, so it is discharged to the outside. Since this is included, discharging the waste water vapor as it is causes a great waste of energy.

즉, 저온의 순수(純水)를 고온 고압의 수증기로 상변화시키기 위해서는 많은 에너지가 소요되는데, 상기와 같은 폐수증기 내의 열원을 재사용할 수 있다면, 고온 고압의 수증기를 생성하는데 소요되는 에너지를 절감할 수 있다. 그러나 현재까지는 폐수증기 내의 열원을 재사용하는 장치가 상용화되어 있지 아니하므로, 많은 비용을 소모해 가면서 플랜트를 사용하고 있는 실정이다.That is, it takes a lot of energy to change the phase of low-temperature pure water into high-temperature and high-pressure steam. can do. However, until now, a device for reusing the heat source in waste water vapor is not commercially available, and thus the plant is being used at a high cost.

KR 10-1176368 B1KR 10-1176368 B1

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 저온 저압의 폐수증기를 다단으로 압축시킴으로써 플랜트에서 사용 가능한 고온 고압의 수증기로 변환시킬 수 있고, 폐수증기 압축과정에서 발생되는 응축수를 고온증기와 저온수로 분리시킨 후 고온증기를 플랜트로 재순환시킴으로서 에너지 소비효율을 극대화시킬 수 있는 증기 재순환용 다단압축장치를 제공하는데 목적이 있다.The present invention has been proposed to solve the above problems, and by compressing low-temperature and low-pressure wastewater in multiple stages, it can be converted into high-temperature and high-pressure steam that can be used in a plant, and condensed water generated in the waste steam compression process can be converted into high-temperature steam. An object of the present invention is to provide a multi-stage compression device for steam recirculation that can maximize energy consumption efficiency by recirculating high-temperature steam to a plant after separating from and low-temperature water.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 증기 재순환용 다단압축장치는, 셋 이상의 압축기를 포함하도록 구성되어, 플랜트에서 배출되는 폐수증기를 고온 고압으로 다단 압축시킨 후 상기 플랜트로 회송시키는 압축부; 제1 압축기와 제2 압축기 사이에서 배출되는 저압응축수를 담는 저압응축수탱크; 및 제2 압축기와 제3 압축기 사이에서 배출되는 고압응축수를 담는 고압응축수탱크;를 포함한다.A multi-stage compression device for steam recirculation according to the present invention for achieving the above object is a compression unit configured to include three or more compressors, and after multi-stage compression of wastewater vapor discharged from the plant to high temperature and high pressure, and then returned to the plant ; a low-pressure condensate tank containing low-pressure condensate discharged between the first compressor and the second compressor; and a high-pressure condensate tank containing the high-pressure condensate discharged between the second compressor and the third compressor.

상기 저압응축수탱크에서 배출되는 저압응축수와 상기 고압응축수탱크에서 배출되는 고압응축수를 전달 받아, 고압으로 배출시키는 이젝터; 및 상기 이젝터에서 배출되는 응축수를 고온증기와 저온수로 분리시킨 후, 고온증기는 상기 플랜트로 회송시키고, 저온수는 외부로 방출시키는 상분리기;를 더 포함한다.an ejector that receives the low-pressure condensate discharged from the low-pressure condensate tank and the high-pressure condensate discharged from the high-pressure condensate tank, and discharges it at a high pressure; and a phase separator that separates the condensed water discharged from the ejector into high-temperature steam and low-temperature water, returns the high-temperature steam to the plant, and discharges the low-temperature water to the outside.

상기 저압응축수탱크와 상기 고압응축수탱크는, 내부공간이 단열층으로 둘러싸이도록 구성된다.The low-pressure condensate tank and the high-pressure condensate tank are configured such that an inner space is surrounded by a heat insulating layer.

상기 저압응축수탱크와 상기 고압응축수탱크는, 내부공간의 압력을 조절하기 위한 압력조절수단이 각각 구비된다.The low-pressure condensate tank and the high-pressure condensate tank are each provided with a pressure regulating means for regulating the pressure in the inner space.

상기 저압응축수탱크의 출구 측에는 저압응축수밸브가 장착되고, 상기 고압응축수탱크의 출구 측에는 고압응축수밸브가 장착된다.A low-pressure condensate valve is mounted at the outlet side of the low-pressure condensate tank, and a high-pressure condensate valve is mounted at the outlet side of the high-pressure condensate tank.

상기 이젝터는, 내부공간을 갖는 흡인실과, 상기 고압응축수를 상기 흡인실로 분사시키는 분사노즐과, 상기 고압응축수의 분사방향과 직각을 이루는 방향으로 상기 저압응축수를 상기 흡인실로 흡입시키는 흡입부와, 상기 고압응축수의 분사방향 연장선상에 위치되도록 상기 흡인실에 설치되어 상기 흡인실 내의 응축수를 고압으로 배출시키는 디퓨져를 포함한다.The ejector includes a suction chamber having an internal space, an injection nozzle for injecting the high-pressure condensed water into the suction chamber, and a suction unit for sucking the low-pressure condensed water into the suction chamber in a direction perpendicular to the injection direction of the high-pressure condensate; and a diffuser installed in the suction chamber to be positioned on an extension line in the injection direction of the high-pressure condensate to discharge the condensed water in the suction chamber at a high pressure.

상기 상분리기는, 상기 디퓨져에서 배출된 응축수가 유입되는 유입단이 일측면 하부에 위치되고, 고온증기가 배출되는 고온증기 배출단이 타측면 상부에 위치되며, 저온수가 배출되는 저온수 배출단이 저면에 위치된다.In the phase separator, the inlet end to which the condensed water discharged from the diffuser is introduced is located at the lower side of one side, the high temperature steam discharge end through which the high temperature steam is discharged is located at the upper side of the other side, and the low temperature water discharge end through which the low temperature water is discharged is the bottom surface is located in

본 발명에 의한 증기 재순환용 다단압축장치를 이용하면, 플랜트에서 배출되는 폐수증기를 고온 고압으로 다단 압축시켜 재사용할 수 있고, 폐수증기를 압축하는 과정에서 발생되는 응축수를 고온증기와 저온수로 분리한 후 고온증기를 플랜트로 회송시켜 재사용할 수 있으므로, 플랜트의 에너지 소비효율을 높일 수 있고 환경오염을 저감시킬 수 있다는 장점이 있다.By using the multi-stage compression device for steam recirculation according to the present invention, it is possible to reuse the waste steam discharged from the plant by multi-stage compression at high temperature and high pressure, and to separate the condensed water generated in the process of compressing the waste steam into high temperature steam and low temperature water After heating, the high-temperature steam can be returned to the plant for reuse, so the energy consumption efficiency of the plant can be increased and environmental pollution can be reduced.

도 1은 본 발명에 의한 증기 재순환용 다단압축장치의 개략도이다.
도 2는 본 발명에 의한 증기 재순환용 다단압축장치에 포함되는 이젝터의 단면도이다.
도 3은 본 발명에 의한 증기 재순환용 다단압축장치에 포함되는 상분리기의 단면도이다.1 is a schematic diagram of a multi-stage compression device for steam recirculation according to the present invention.
2 is a cross-sectional view of the ejector included in the multi-stage compression device for vapor recirculation according to the present invention.
3 is a cross-sectional view of the phase separator included in the multi-stage compression device for vapor recirculation according to the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 증기 재순환용 다단압축장치의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, an embodiment of a multi-stage compression device for steam recirculation according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 의한 증기 재순환용 다단압축장치의 개략도이다.1 is a schematic diagram of a multi-stage compression device for steam recirculation according to the present invention.

본 발명에 의한 증기 재순환용 다단압축장치는, 플랜트(100)에서 사용된 후 외부로 배출되는 폐수증기를 대기로 방출시키는 것이 아니라, 다단으로 압축시켜 고온 고압의 수증기로 변환시킨 후 플랜트(100)로 재순환시킴으로써, 상기 폐수증기에 포함되어 있는 열원과 압력을 재사용할 수 있도록 구성된다는 점에 특징이 있다.The multi-stage compression device for steam recirculation according to the present invention does not discharge waste water vapor discharged to the outside after being used in the plant 100 to the atmosphere, but compresses it in multiple stages and converts it into high-temperature and high-pressure steam in the plant 100 By recycling to the furnace, it is characterized in that it is configured to reuse the heat source and pressure contained in the waste water vapor.

즉, 본 발명에 의한 증기 재순환용 다단압축장치는, 제1 압축기(210)와 제2 압축기(220)와 제3 압축기(230)로 구성되어 플랜트(100)에서 배출되는 폐수증기를 다단으로 압축시켜 고온 고압 상태로 변환시킨 후 상기 플랜트(100)로 회송시키는 압축부를 가장 큰 구성요소로 갖는다. 본 실시예에서는 압축기가 3개 구비되는 경우만을 도시하고 있으나, 폐수증기를 더욱 높은 온도와 압력으로 압축시킬 수 있도록 4개 이상 구비될 수도 있다.That is, the multi-stage compression device for vapor recirculation according to the present invention is composed of a first compressor 210 , a second compressor 220 , and a third compressor 230 , and compresses waste water vapor discharged from the plant 100 in multiple stages. It has a compression unit, which is converted into a high-temperature and high-pressure state, and returned to the plant 100 as the largest component. Although only the case in which three compressors are provided is illustrated in this embodiment, four or more compressors may be provided to compress the waste water vapor to a higher temperature and pressure.

저온의 물을 고온 고압의 수증기로 상변화시키기 위해서는, 물을 100℃까지 가열하기 위한 에너지와, 100℃의 물을 100℃의 증기로 상변화시키기 위한 에너지와, 100℃의 증기를 더욱 높은 온도와 압력으로 변환시키기 위한 에너지가 필요하지만, 본 발명에 의한 증기 재순환용 다단압축장치를 이용하는 경우에는 100℃의 온도를 갖는 폐수증기를 높은 온도와 압력으로 변환시키기 위한 에너지만이 필요하므로, 보다 적은 에너지로 고온 고압의 수증기를 플랜트(100)로 제공할 수 있다는 장점이 있다.In order to phase change low-temperature water into high-temperature and high-pressure steam, energy for heating water to 100°C, energy for phase-changing water at 100°C into steam of 100°C, and steam at 100°C to a higher temperature Although energy is required to convert to and pressure, when using the multi-stage compression device for steam recirculation according to the present invention, only energy for converting wastewater steam having a temperature of 100° C. into high temperature and pressure is required, so less There is an advantage that high-temperature and high-pressure steam can be provided to the plant 100 as energy.

한편, 본 발명에 의한 증기 재순환용 다단압축장치는, 복수 개의 압축기로 폐수증기를 단계적으로 압축시킴으로서 고온 고압의 수증기를 얻게 되는바, 압축기를 기동시키기 위한 전기에너지만이 요구될 뿐 폐수증기를 가열시키기 위한 열에너지는 요구되지 아니한다. 따라서, 산업용 전기가 저가인 환경에서는 압축기를 이용하여 폐수증기를 고온 고압의 수증기로 변환시키는 경우, 비용이 매우 절감된다는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 본 발명에 의한 증기 재순환용 다단압축장치는, 플랜트(100)에서 사용된 폐수증기를 대기로 방출시키지 아니하고 재사용하므로, 환경오염 문제를 줄이는 효과도 얻을 수 있다.On the other hand, the multi-stage compression device for steam recirculation according to the present invention obtains high-temperature and high-pressure steam by stepwise compressing the waste steam with a plurality of compressors. No thermal energy is required to Therefore, in an environment in which industrial electricity is inexpensive, when the waste water vapor is converted into high temperature and high pressure water vapor using a compressor, the cost can be greatly reduced. In addition, since the multi-stage compression device for vapor recirculation according to the present invention reuses the waste water vapor used in the plant 100 without discharging it to the atmosphere, it is possible to obtain the effect of reducing the environmental pollution problem.

또한, 압축기를 이용하여 수증기를 압축시키는 경우, 고온 고압의 수증기를 얻을 수 있지만 일정량의 응축수도 발생되는데, 수증기 압축성능이 지속적으로 유지되기 위해서는 상기 응축수를 제거해 주어야 한다. 이때, 응축수 배출라인이 그대로 개방되어 있으면 상기 응축수 배출라인을 통해 수증기가지 배출되므로, 본 발명에 의한 증기 재순환용 다단압축장치는 제1 압축기(210)와 제2 압축기(220) 사이에서 배출되는 저압응축수를 담는 저압응축수탱크(300)와, 제2 압축기(220)와 제3 압축기(230) 사이에서 배출되는 고압응축수를 담는 고압응축수탱크(400)를 구비한다. 이와 같이 저압응축수탱크(300)와 고압응축수탱크(400)가 구비되면, 제1 압축기(210)와 제2 압축기(220) 사이에서 배출되는 저압응축수를 저압응축수탱크(300)에 저장해 두고 제2 압축기(220)와 제3 압축기(230) 사이에서 배출되는 고압응측수를 고압응축수탱크(400)에 저장해 두었다가, 저압응축수탱크(300)와 고압응축수탱크(400)를 주기적으로 비움으로서 고온 고압의 수증기가 응축수 배출라인으로 배출되는 현상을 방지할 수 있게 된다.In addition, when steam is compressed using a compressor, high-temperature and high-pressure steam can be obtained, but a certain amount of condensed water is also generated. At this time, if the condensate discharge line is open as it is, since water vapor is discharged through the condensate discharge line, the multi-stage compression device for steam recirculation according to the present invention is a low pressure discharged between the first compressor 210 and the second compressor 220 . It includes a low-pressure condensate tank 300 containing condensed water, and a high-pressure condensate tank 400 containing high-pressure condensate discharged between the second compressor 220 and the third compressor 230 . When the low-pressure condensate tank 300 and the high-pressure condensate tank 400 are provided as described above, the low-pressure condensate discharged between the first compressor 210 and the second compressor 220 is stored in the low-pressure condensate tank 300 and stored in the second The high-pressure condensate water discharged between the compressor 220 and the third compressor 230 is stored in the high-pressure condensate tank 400, and the low-pressure condensate tank 300 and the high-pressure condensate tank 400 are periodically emptied. It is possible to prevent the phenomenon that water vapor is discharged to the condensate discharge line.

이때, 저압응축수탱크(300)와 고압응축수탱크(400)의 내부압력이 과도하게 높아지는 현상을 방지할 수 있도록, 상기 저압응축수탱크(300)와 고압응축수탱크(400)에는 내부공간의 압력을 조절하기 위한 압력조절수단(미도시)이 각각 구비됨이 바람직하다. 이와 같이 탱크 내부의 압력을 조절하기 위한 압력조절수단은 본 발명이 해당하는 기술분야에서 다양한 구조로 상용화되어 있는바, 상기 압력조절수단의 구조 및 작동원리에 대한 상세한 설명은 생략한다.
At this time, in order to prevent the phenomenon that the internal pressure of the low-pressure condensate tank 300 and the high-pressure condensate tank 400 is excessively increased, the pressure of the internal space is adjusted in the low-pressure condensate tank 300 and the high-pressure condensate tank 400 . It is preferable that pressure regulating means (not shown) are provided, respectively. As such, the pressure regulating means for regulating the pressure inside the tank has been commercialized in various structures in the technical field to which the present invention pertains, and detailed descriptions of the structure and operating principle of the pressure regulating means will be omitted.

한편, 저압응축수탱크(300)에 채워지는 저압응축수나 고압응축수탱크(400)에 채워지는 고압응축수도 통상의 순수(純水)에 비해 고온 고압이므로, 상기 저압응축수와 고압응축수가 그대로 버려지면 저압응축수와 고압응축수에 포함되어 있는 에너지도 그대로 버려지는 결과를 초래한다. 따라서 본 발명에 의한 증기 재순환용 다단압축장치는 상기 저압응축수와 고압응축수에 포함되어 있는 에너지를 재사용할 수 있도록 구성될 수 있다.On the other hand, since the low-pressure condensate filled in the low-pressure condensate tank 300 or the high-pressure condensate filled in the high-pressure condensate tank 400 is high-temperature and high-pressure compared to normal pure water, the low-pressure condensate and the high-pressure condensate are discarded as they are. The energy contained in the condensate and high-pressure condensate is also wasted as it is. Therefore, the multi-stage compression apparatus for vapor recirculation according to the present invention may be configured to reuse the energy contained in the low-pressure condensate and the high-pressure condensate.

즉, 본 발명에 의한 증기 재순환용 다단압축장치는, 상기 저압응축수탱크(300)에서 배출되는 저압응축수와 상기 고압응축수탱크(400)에서 배출되는 고압응축수를 전달 받아 고압으로 배출시키는 이젝터(500)와, 상기 이젝터(500)에서 배출되는 응축수를 고온증기와 저온수로 분리시킨 후 고온증기는 상기 플랜트(100)로 회송시키고 저온수는 외부로 방출시키는 상분리기(600)를 더 포함할 수 있다. 이때, 이젝터(500)와 상분리기(600)의 구조 및 작동원리는 이하 도 2 및 도 3을 참조하여 상세히 설명한다.That is, the multi-stage compression device for vapor recirculation according to the present invention receives the low-pressure condensate discharged from the low-pressure condensate tank 300 and the high-pressure condensate discharged from the high-pressure condensate tank 400 and discharges it at a high pressure. Ejector 500 And, after separating the condensed water discharged from the ejector 500 into high-temperature steam and low-temperature water, the high-temperature steam is returned to the plant 100 and the low-temperature water is discharged to the outside. . At this time, the structure and operation principle of the ejector 500 and the phase separator 600 will be described in detail with reference to FIGS. 2 and 3 below.

상기 언급한 바와 같이 이젝터(500)와 상분리기(600)가 추가로 구비되면, 액체 상태의 응축수를 고온증기와 저온수로 분리시킬 수 있는바, 고온증기를 플랜트(100)로 회송시켜 재사용할 수 있으므로, 버려지는 에너지를 최소화시킬 수 있게 된다. 물론, 외부로 방출되는 저온수에도 약간의 열원이 포함되어 있으나, 저온수에 포함되어 있는 열원은 미미한 양이라 할 수 있으므로, 폐수증기 재사용 효율에는 큰 영향을 미치지 아니한다.As mentioned above, if the ejector 500 and the phase separator 600 are additionally provided, the liquid condensed water can be separated into high-temperature steam and low-temperature water, and the high-temperature steam can be returned to the plant 100 for reuse. Therefore, it is possible to minimize wasted energy. Of course, the low-temperature water discharged to the outside also contains a small amount of heat source, but since the heat source included in the low-temperature water can be said to be insignificant, it does not significantly affect the reuse efficiency of waste water vapor.

이때, 저압응축수가 저압응축수탱크(300) 내에서 냉각되고 고압응축수가 고압응축수탱크(400) 내에서 냉각되면, 상기와 같이 이젝터(500)와 상분리기(600)를 사용하였을 때 얻어지는 고온증기의 양이 매우 적으므로, 상기 저압응축수탱크(300)와 고압응축수탱크(400)는 저압응축수와 고온응축수를 보온시킬 수 있는 구조 즉, 내부공간이 단열층으로 둘러싸이는 구조로 제작됨이 바람직하다.At this time, when the low-pressure condensate is cooled in the low-pressure condensate tank 300 and the high-pressure condensate is cooled in the high-pressure condensate tank 400, the high-temperature steam obtained when the ejector 500 and the phase separator 600 are used as described above. Since the amount is very small, it is preferable that the low-pressure condensate tank 300 and the high-pressure condensate tank 400 have a structure that can keep the low-pressure condensate and the high-temperature condensate insulated, that is, the internal space is surrounded by a heat insulating layer.

또한, 이젝터(500)를 통해 고압의 응축수를 얻기 위해서는 이젝터(500)로 공급되는 저온응축수와 고온응축수의 유량이 일정 수준 이상이 되어야 하는바, 저압응축수탱크(300)와 고압응축수탱크(400)는 각각 저압응축수와 고압응축수를 일정량 모았다가 이젝터(500)로 유입시킬 수 있도록 출구 측에 저압응축수밸브(310)와 고압응축수밸브(410)가 장착되어야 할 것이다.
In addition, in order to obtain high-pressure condensate water through the ejector 500, the flow rates of low-temperature condensate and high-temperature condensate supplied to the ejector 500 must be at least a certain level. Low-pressure condensate tank 300 and high-pressure condensate tank 400 A low-pressure condensate valve 310 and a high-pressure condensate valve 410 should be installed on the outlet side so that a predetermined amount of each of the low-pressure condensate and the high-pressure condensate can be collected and introduced into the ejector 500 .

도 2는 본 발명에 의한 증기 재순환용 다단압축장치에 포함되는 이젝터(500)의 단면도이고, 도 3은 본 발명에 의한 증기 재순환용 다단압축장치에 포함되는 상분리기(600)의 단면도이다.2 is a cross-sectional view of the ejector 500 included in the multi-stage compression device for steam recirculation according to the present invention, Figure 3 is a cross-sectional view of the phase separator 600 included in the multi-stage compression device for steam recirculation according to the present invention.

상기 이젝터(500)는, 내부공간을 갖는 흡인실(530)과, 상기 고압응축수를 상기 흡인실(530)로 분사시키는 분사노즐(510)과, 상기 고압응축수의 분사방향과 직각을 이루는 방향으로 상기 저압응축수를 상기 흡인실(530)로 흡입시키는 흡입부(520)와, 상기 고압응축수의 분사방향 연장선상에 위치되도록 상기 흡인실(530)에 설치되어 상기 흡인실(530) 내의 응축수를 고압으로 배출시키는 디퓨져(540)를 포함한다.The ejector 500 includes a suction chamber 530 having an inner space, an injection nozzle 510 for spraying the high-pressure condensate into the suction chamber 530, and a direction perpendicular to the injection direction of the high-pressure condensate. The suction part 520 for sucking the low-pressure condensed water into the suction chamber 530, and the suction chamber 530 are installed in the suction chamber 530 so as to be located on the extension line in the injection direction of the high-pressure condensate to pump the condensed water in the suction chamber 530 at high pressure. It includes a diffuser 540 for discharging to.

분사노즐(510)로 공급된 고압응축수가 상기 분사노즐(510) 출구를 지날 때, 상기 고압응축수의 압력에너지는 대부분 속도에너지로 변환되므로, 흡인실(530)로 유입되는 고압응축수는 매우 빠른 속도를 갖게 되고, 이에 따라 흡인실(530) 내부의 압력은 낮아지는 결과가 나타난다. 이와 같이 흡인실(530) 내부의 압력이 낮아지면 저압응축수는 흡입부(520)를 통해 흡인실(530)로 빨려 들어와 고압응축수와 혼합되고, 흡인실(530)에서 혼합된 고압응축수와 저압응축수는 디퓨져(540)를 지나면서 압력이 상승된다. 이와 같이 압력이 상이한 두 개의 유체를 혼합시킨 후 유체의 압력을 상승시키는 디퓨져(540)는, 여러 분야에서 상용화되어 있는바, 상기 디퓨져(540)의 작동원리에 대한 상세한 설명은 생략한다.When the high-pressure condensate supplied to the injection nozzle 510 passes through the exit of the injection nozzle 510 , most of the pressure energy of the high-pressure condensate is converted into velocity energy, so the high-pressure condensate flowing into the suction chamber 530 moves at a very high speed. , and thus the pressure inside the suction chamber 530 is lowered. As such, when the pressure inside the suction chamber 530 is lowered, the low-pressure condensate is sucked into the suction chamber 530 through the suction unit 520 and mixed with the high-pressure condensate, and the high-pressure condensate and the low-pressure condensate mixed in the suction chamber 530 . The pressure increases while passing through the diffuser 540 . As described above, the diffuser 540 for increasing the pressure of the fluid after mixing two fluids having different pressures has been commercialized in various fields, and a detailed description of the operating principle of the diffuser 540 will be omitted.

상기 언급한 바와 같이 디퓨져(540)를 통해 배출되는 응축수는 상분리기(600)로 유입된다. 이때 상기 상분리기(600)는 내부에 지그재그 패턴의 유로를 구비하되, 상기 디퓨져(540)에서 배출된 응축수가 유입되는 유입단(610)이 일측면 하부에 위치되고, 고온증기가 배출되는 고온증기 배출단(630)이 타측면 상부에 위치되며, 저온수가 배출되는 저온수 배출단(620)이 저면에 위치된다. 따라서 유입단(610)을 통해 유입된 응축수는, 상분리기(600)의 내벽에 충돌되는 과정을 통해 일부가 저온수로 전환되어 저온수 배출단(620)으로 배출되는데, 상기 저온수 배출단(620)을 통해 배출되는 저온수의 엔탈피가 낮아진 만큼 나머지 응축수는 엔탈피가 높아져 고온증기로 상변화되어 고온증기 배출단(630)으로 배출된다. 이때, 상기 저온수 배출단(620)에는 저온수 배출 여부를 사용자가 선택할 수 있도록, 저온수밸브(640)가 구비될 수 있다.As mentioned above, the condensed water discharged through the diffuser 540 flows into the phase separator 600 . At this time, the phase separator 600 is provided with a flow path of a zigzag pattern therein, the inlet end 610 into which the condensed water discharged from the diffuser 540 is introduced is located at the lower side of one side, and the high temperature steam from which the high temperature steam is discharged The discharge end 630 is located on the upper side of the other side, and the low-temperature water discharge end 620 from which the low-temperature water is discharged is located on the bottom. Therefore, a part of the condensed water introduced through the inlet end 610 is converted into low-temperature water through a process of colliding with the inner wall of the phase separator 600 and discharged to the low-temperature water discharge end 620, the low-temperature water discharge end ( As the enthalpy of the low-temperature water discharged through the 620 is lowered, the enthalpy of the remaining condensed water is increased to be phase-changed into high-temperature steam and discharged to the high-temperature steam discharge stage 630 . In this case, the low-temperature water valve 640 may be provided at the low-temperature water discharge stage 620 so that a user can select whether to discharge the low-temperature water.

이와 같이, 이젝터(500)와 상분리기(600)를 이용하면, 저압응축수와 고압응축수 중 일부를 플랜트(100)에서 사용 가능한 고온증기로 변환시킬 수 있으므로, 저압응축수와 고압응축수를 모두 방출하는 경우에 비해 버려지는 에너지를 현저히 절감시킬 수 있다는 장점이 있다. As such, if the ejector 500 and the phase separator 600 are used, some of the low-pressure condensate and the high-pressure condensate can be converted into high-temperature steam usable in the plant 100, so when both the low-pressure condensate and the high-pressure condensate are discharged. It has the advantage of being able to significantly reduce wasted energy.

이때, 본 실시예에서는 상기 상분리기(600)의 내부 유로가 지그재그 패턴을 이루는 경우만을 도시하였으나, 상기 상분리기(600)의 내부 유로는 원형 또는 나선형으로 이루어질 수도 있다. 이외에도 상기 상분리기(600)는 제공되는 고온 고압의 물을 고온증기와 저온수로 분리시킬 수만 있다면, 현재 상용화되어 있는 어떠한 종류의 분리기로도 대체될 수 있다.In this embodiment, only the case where the internal flow path of the phase separator 600 forms a zigzag pattern is illustrated, but the internal flow path of the phase separator 600 may be formed in a circular or spiral shape. In addition, as long as the phase separator 600 can separate the provided high-temperature and high-pressure water into high-temperature steam and low-temperature water, it can be replaced with any type of separator currently commercially available.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.As mentioned above, although the present invention has been described in detail using preferred embodiments, the scope of the present invention is not limited to specific embodiments, and should be interpreted by the appended claims. In addition, those skilled in the art should understand that many modifications and variations are possible without departing from the scope of the present invention.

100 : 플랜트 210 : 제1 압축기
220 : 제2 압축기 230 : 제3 압축기
300 : 저압응축수탱크 310 : 저압응축수밸브
400 : 고압응축수탱크 410 : 고압응축수밸브
500 : 이젝터 510 : 분사노즐
520 : 흡입부 530 : 흡인실
540 : 디퓨져 600 : 상분리기
610 : 유입단 620 : 저온수 배출단
630 : 고온증기 배출단 640 : 저온수밸브100: plant 210: first compressor
220: second compressor 230: third compressor
300: low pressure condensate tank 310: low pressure condensate valve
400: high-pressure condensate tank 410: high-pressure condensate valve
500: ejector 510: injection nozzle
520: suction unit 530: suction chamber
540: diffuser 600: phase separator
610: inlet end 620: low-temperature water outlet end
630: high-temperature steam discharge stage 640: low-temperature water valve

Claims (7)

셋 이상의 압축기를 포함하도록 구성되어, 플랜트에서 배출되는 폐수증기를 고온 고압으로 다단 압축시킨 후 상기 플랜트로 회송시키는 압축부;
제1 압축기와 제2 압축기 사이에서 배출되는 저압응축수를 담는 저압응축수탱크;
제2 압축기와 제3 압축기 사이에서 배출되는 고압응축수를 담는 고압응축수탱크;
상기 저압응축수탱크에서 배출되는 저압응축수와 상기 고압응축수탱크에서 배출되는 고압응축수를 전달 받아, 고압으로 배출시키는 이젝터; 및
상기 이젝터에서 배출되는 응축수를 고온증기와 저온수로 분리시킨 후, 고온증기는 상기 플랜트로 회송시키고, 저온수는 외부로 방출시키는 상분리기;를 포함하고,
상기 이젝터는, 내부공간을 갖는 흡인실과, 상기 고압응축수를 상기 흡인실로 분사시키는 분사노즐과, 상기 고압응축수의 분사방향과 직각을 이루는 방향으로 상기 저압응축수를 상기 흡인실로 흡입시키는 흡입부와, 상기 고압응축수의 분사방향 연장선상에 위치되도록 상기 흡인실에 설치되어 상기 흡인실 내의 응축수를 고압으로 배출시키는 디퓨져를 포함하는 것을 특징으로 하는 증기 재순환용 다단압축장치.a compression unit configured to include three or more compressors and return the wastewater vapor discharged from the plant to the plant after multi-stage compression at high temperature and high pressure;
a low-pressure condensate tank containing low-pressure condensate discharged between the first compressor and the second compressor;
a high-pressure condensate tank containing high-pressure condensate discharged between the second compressor and the third compressor;
an ejector that receives the low-pressure condensate discharged from the low-pressure condensate tank and the high-pressure condensate discharged from the high-pressure condensate tank, and discharges it at a high pressure; and
and a phase separator for separating the condensed water discharged from the ejector into high-temperature steam and low-temperature water, returning the high-temperature steam to the plant, and discharging the low-temperature water to the outside; and
The ejector includes a suction chamber having an inner space, an injection nozzle for injecting the high-pressure condensed water into the suction chamber, and a suction unit for sucking the low-pressure condensed water into the suction chamber in a direction perpendicular to the injection direction of the high-pressure condensate; A multi-stage compression device for vapor recirculation, characterized in that it includes a diffuser installed in the suction chamber so as to be positioned on an extension line in the injection direction of the high-pressure condensate to discharge the condensed water in the suction chamber at a high pressure. 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 저압응축수탱크와 상기 고압응축수탱크는, 내부공간이 단열층으로 둘러싸이는 것을 특징으로 하는 증기 재순환용 다단압축장치.The method according to claim 1,
The low-pressure condensate tank and the high-pressure condensate tank, a multi-stage compression device for vapor recirculation, characterized in that the inner space is surrounded by a heat insulating layer. 청구항 1에 있어서,
상기 저압응축수탱크와 상기 고압응축수탱크는, 내부공간의 압력을 조절하기 위한 압력조절수단이 각각 구비되는 것을 특징으로 하는 증기 재순환용 다단압축장치.The method according to claim 1,
The low-pressure condensate tank and the high-pressure condensate tank, a multi-stage compression device for vapor recirculation, characterized in that each is provided with a pressure regulating means for regulating the pressure in the inner space. 청구항 1에 있어서,
상기 저압응축수탱크의 출구 측에는 저압응축수밸브가 장착되고, 상기 고압응축수탱크의 출구 측에는 고압응축수밸브가 장착되는 것을 특징으로 하는 증기 재순환용 다단압축장치.The method according to claim 1,
A low-pressure condensate valve is mounted on the outlet side of the low-pressure condensate tank, and a high-pressure condensate valve is mounted on the outlet side of the high-pressure condensate tank. 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 상분리기는, 상기 디퓨져에서 배출된 응축수가 유입되는 유입단이 일측면 하부에 위치되고, 고온증기가 배출되는 고온증기 배출단이 타측면 상부에 위치되며, 저온수가 배출되는 저온수 배출단이 저면에 위치되는 것을 특징으로 하는 증기 재순환용 다단압축장치.The method according to claim 1,
In the phase separator, the inlet end to which the condensed water discharged from the diffuser is introduced is located at the lower side of one side, the high temperature steam discharge end through which the high temperature steam is discharged is located at the upper side of the other side, and the low temperature water discharge end through which the low temperature water is discharged is the bottom surface A multi-stage compression device for steam recirculation, characterized in that it is located in the.
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